Кавитация: взгляд со всех сторон
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Если пустить в воду углекислый газ под давлением, то она становится приятной на вкус и лучше утоляет жажду, это подтвердят все владельцы домашних сифонов и любители «газировки». Но те же самые крохотные пузырьки воздуха могут разрушать и камень, и металл, возникая в струях воды, текущих с большой скоростью. Такое явление называется кавитацией.
И поскольку во многих гидроэлектростанциях вода течет быстро, под большим давлением, с кавитацией необходимо бороться. А чтобы борьба была успешной, явление это надо тщательно изучить. Этим и занимаются ученые, причем «наступление» на кавитацию ведется широким фронтом.
Для того чтобы рассмотреть пузырек внимательно, уяснить, как он возникает и развивается, используют сверхскоростной фотоаппарат: за секунду он может сделать более шестисот тысяч фотографий. На самом деле он делает всего пятьдесят — шестьдесят с небольшими интервалами. Кроме того, снимки делаются через микроскоп с увеличением до тридцати крат. Но в реальных условиях кавитационные пузырьки поодиночке не встречаются, а чтобы запечатлеть групповой портрет, решили использовать голографию. Этот метод дает возможность получить объемное изображение экспериментальной кюветы или участка трубы и таким образом изучать распределение пузырьков.
Голография, конечно, прекрасный способ всесторонне изучить кавитацию, но не надо забывать, что это все-таки мгновенный снимок, а иногда необходимо знать изменение структуры потока со временем. Здесь на помощь приходят электрические методы исследования: электропроводность потока зависит от его насыщенности пузырьками, и, измеряя ее, можно судить, как поток меняется со временем. Вот такое комплексное исследование позволило очень много узнать о кавитации: как зависит действие пузырьков от вязкости жидкости и формы того места, где возникает кавитационный поток, с какой силой воздействуют пузырьки на стенку и как они к этой самой стенке прикрепляются. А узнав, как ведет себя поток, можно гораздо успешней бороться с ним.
Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка
При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту pavelchaika1983@gmail.com или в Фейсбук, с уважением автор.